JPS6225728B2 - - Google Patents

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JPS6225728B2
JPS6225728B2 JP14621682A JP14621682A JPS6225728B2 JP S6225728 B2 JPS6225728 B2 JP S6225728B2 JP 14621682 A JP14621682 A JP 14621682A JP 14621682 A JP14621682 A JP 14621682A JP S6225728 B2 JPS6225728 B2 JP S6225728B2
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JP
Japan
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blowing
gas
flow rate
oxygen
decarburization
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Expired
Application number
JP14621682A
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English (en)
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JPS5938316A (ja
Inventor
Genpei Yaji
Masuhito Shimizu
Ryuichi Asaho
Masaru Shibata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/005Manufacture of stainless steel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はステンレス鋼のような高クロム鋼の溶
製方法に関し、特に底吹または上底吹製鋼炉によ
る吹錬において、Crの歩留や生産性を向上させ
て、高クロム鋼を経済的に有利に溶製する方法の
提案を目的とする。
従来は、ステンレス鋼のような高クロム鋼を底
吹あるいは上底吹転炉によつて溶製する場合に
は、炉底吹込みガスを、第1期は、O2(Nm3
min):Ar(Nm3/min)=3:1、第2期は、
O2(Nm3/min):Ar(Nm3/min)=1:1、
第3期は、O2(Nm3/min):Ar(Nm3/min)
=1:3といつたガスモードを、予め定めたC値
によつて段階的に調整して溶製していた。
そして、この段階的なガス切替時期のタイミン
グの求め方には、次のような方法がある。
(i) スタテイツク計算によるもの、すなわち切替
C濃度を設定し、その間の脱炭効果を予め設定
しておく方法。
例えば、切替え時期のC濃度を0.6、0.25、
0.12%とした場合、吹錬開始から0.6%までの
脱炭効率を70%、0.6%から0.25%までを40
%、0.25%から0.12%までを20%、0.12%以下
を10%として、予めその間の総酸素量を算出し
ておく方法。
(ii) 排ガス分析の情報を用いて、間接的に切替時
期のタイミングを推定する方法。
(iii) 溶鋼のC濃度が0.2〜0.3%となる時期で、転
炉を中間倒炉し、溶鋼のC濃度を確認してから
ガス切替えタイミングを求める方法。
などがある。
しかしながら、上記(i)(ii)の方法では3〜6ステ
ツプのガスモードを段階を踏みながら吹錬してい
るに過ぎない。すなわち吹込み酸素は連続的に反
応するわけであるから、段階的な吹込を行なうと
過剰酸素の部分が生じてCrが酸化される。その
ためにCrロスを生じ、経済的に不利である。
また(iii)の方法は直接に鋼中のC濃度を知ること
ができるが、中間倒炉、サンプリング等の作業が
あるために、製鋼時間の延長による生産性の低
下、炉体れんがへの悪影響は免れられない。
また特開昭54−110116号公報にみられる高クロ
ム鋼の精錬方法においては、炭素優先酸化指数
ISCO値を60から20の間で減少させる吹錬制御方
法が提供されている。この制御方法ではISCO値
で漸次O2量を下げるとしているが、O2量が少な
ければ少ない程脱炭効率及びCr歩留は100%に近
付くことは当然のことであり、逆にO2量を少な
くすることによつて精錬時間が長くなる問題があ
る。また脱炭効率にはCr、Ni等の成分及び温度
が大きく影響することから、ISCO値には温度、
Cr、Ni等の要因が加味されていないため、精練
時間を短くする脱炭効率100%、Cr歩留100%を
維持する最大O2量が考慮されていない。ISCO値
で前記データを実炉から得ようとした場合、同一
成分でも温度の違いによるISCO値とC濃度とCr
歩留の3者の関係を求めなければならない。それ
を更に成分の違う鋼種を加味しようとした場合、
非常に多くのデータを実炉から求めなければなら
ないため、高クロム鋼の脱炭期における高いCr
歩留を能率よく実現することは困難であつて、現
在のところ底吹転炉による経済的な高クロム鋼の
生産を可能にする技術は確立されるに至つていな
い。
さらにSUS304系またはSUS430系といつたCr
あるいはNi濃度の差によつて脱炭効率が異なつ
ているが、これに応じたガスモードの切替をして
いないため、Crロスの無駄を生じている。
本発明は上記のような従来の高クロム鋼の吹錬
における問題点、欠点を解消して、効率よく脱炭
し、Crロスを最少にするための吹錬方法を提供
するものである。
本発明は、Crロスを最少にするため、脱炭速
度の変化に応じて、連続的にガス流量比O2(N
m3/min)/Ar(Nm3/min)を変化させ、か
つ、上記脱炭速度を、吹錬中の排ガス量および排
ガス組成の分析値より求めた値、もしくは、吹錬
中に採取する溶鋼サンプルの分析C値より求めた
値のうち、少なくとも1つの値と比較して修正す
る制御を行うことにより、前記ガス流量比を調整
することによつて、効率よく脱炭し、高クロム鋼
を安価に製造するものである。すなわち脱炭速度
は下記の(1)、(2)式で表わされ、 dc/dt=−K{〔%C〕−〔%C〕eq}(1
) ここで、 dc/dt;脱炭速度〔Kg/min〕 K;定数 〔%C〕;鋼浴C濃度 〔%C〕eq;平衡C濃度 Qi;不活性ガス〔Nm3/min〕 T;温度 脱炭速度はC、T、Cr、Ni、Qiにより大きく変
化するため、予め経験値から求めておいたKを用
いて(1)、(2)式を数値積分することで刻々に脱炭速
度を求め、その値から下記の(7)式で酸素流量を求
める。脱炭速度が求まると、 △C=dc/dt・△t〔Kg〕 ……(4) △T=(△C・QC +△Cr・QCr)/(W・Cp)〔℃〕 ……(6) QO2=dc/dt・11.2/12〔Nm3/m
in〕……(7) (4)、(5)、(6)式からC、Cr、Tが求まる。
ここで、 △C;脱炭量、△Cr;クロムロス量、△T;昇
熱温度、△t;時間〔min〕、QO2;酸素流量、
C;Cの燃焼熱Kcal/Kg、QCr;Crの燃焼熱
Kcal/Kg、W;溶鋼重量Kg、Cpの比熱Kcal/Kg
−deg である。求められた脱炭量、Crロス量、昇熱温
度に基づいて、C、Cr、Tの変化を計算し、刻
刻と繰り返し脱炭速度を求め酸素量を決定してい
る。求められた酸素ガス流量を、プロセス酸素ガ
スとして設定し、連続的に流量を調整して吹錬を
行なう。
また脱炭速度を求めるのに、排ガスの分析を行
ない排ガス分析値から脱炭速度を求め、前記のよ
うな方法で連続的に流量を調整して吹錬を行な
う。
排ガス分析値から脱炭速度を求める式としては QW=QAr/(Ar%/100) (3′) dc/dt=QW(CO%/100+CO%/
100)・12/22.4(3) (3′)(3)式を用いることで求められる。
ここでQW;排ガス流量Nm3/min QAr;Ar流量Nm3/min Ar%、CO%、CO2%は排ガス中の分析値 また前記の(1)(2)式によるような連続的に流量を
調整する方法の場合において、排ガス中に設置さ
れた排ガス分析計を用いて、吹錬中に排ガス分析
を行ない、(3′)(3)式を用いて脱炭速度を求め、
(3)式の脱炭速度と(1)、(2)式で予め設定された脱炭
速度とを比較して、違つていた場合は(3)式の脱炭
速度の点に流量を調節し、その点から流量を連続
的に再度予め設定された流量に調整して吹錬を続
行する。
またはサブランス、センサーランスのようなセ
ンサーで溶鋼サンプル値を採取し、溶鋼中のC値
から、(1)(2)式で求められている脱炭速度式とC値
の関係から脱炭速度を読みとり、その時の実際に
流している脱炭速度と比較して、違つていた場合
は、C値から読みとつた脱炭速度の値に流量を調
整し、その点から流量を連続的に調整して吹錬を
続行する。なお、排ガスの分析または溶鋼サンプ
ルの採取・分析は吹錬中に1回だけでなく、2
回、3回と複数回でもよい。
次に本発明の底吹きガス制御方法の構成を具体
的な実施態様に基づいて、図面により詳細に説明
する。
第1図は製鋼炉のフロー系統図で、上底吹転炉
1の炉底に、底吹き羽口2を有し、上部には上吹
きランス3を備えている製鋼炉であつて、計算機
8内に予め経験値から求めておいた脱炭速度の常
数K値を用いて、例えば30秒毎に(1)〜(7)式を計算
機処理し、そのつど流量制御器7にO2、Arの流
量制御設定を行ない、流量制御弁5,5′を介し
て、流量計6,6′の指示を流量測定値に調整し
て吹錬を行なう。また、吹錬開始前または直後
に、第2図に示すように、予想される流量調整の
値を計算機に予め記憶させておき、その曲線に沿
つて微少時間(秒)毎に流量制御器7を通じて流
量を調節しながら吹錬を行なう。
その吹錬の途中で、上底吹転炉1の中に設置さ
れているサンプリングプローグ12よりガラスフ
イルター9で排ガス中のダストを除去された排ガ
スを吸引ポンプ10で吸引し、分析計11に導い
て排ガス中のCO%、CO2%、Ar%を分析し、そ
の分析結果を計算機8に伝送し、(3)式の計算を計
算機8の内で処理し、現在の脱炭速度と比較調整
してガス流量を連続的に調整して吹錬を続行す
る。
以下に、実施例について本発明の方法を具体的
に説明する。
実施例 1 100Tonの上底吹転炉を用い、化学成分がC:
1.3%、Cr:16%、Ni:0.1%で温度がT:1550℃
の粗溶鋼を100トン装入し、C濃度0.5%までを上
吹き酸素60Nm3/minと、底吹き酸素80Nm3
min、底吹きAr20Nm3/minで吹錬し、その後予
め(1)(2)式で求められた第4図に示すような曲線に
沿つて底吹きガスだけで吹錬を行なつている途中
で、排ガスの分析を行なつたところ、CO35.0
%、CO219.6%で排ガス量は205Nm3/minであつ
た。その時の酸素流量は33Nm3/min、Ar流量が
67Nm3/min(第4図のA点)であつたが、上記
排ガス分析値から溶鋼C値を求めたところ0.15%
であつて、予想以上に脱炭が進んでいたので、こ
のC濃度に対応する吹込ガス流量を酸素30Nm3
min、Ar70Nm3/minすなわち第4図で示せばB
点に調節して、吹錬を続行した結果、吹止C0.04
%で吹止Cr14.8%であつた。従来の段階的な切替
えに較べCrロスが8Kg/t減少した。また全精
錬時間が60分から50分になり、約10分間の短縮が
できた。
実施例 2 100Tonの上底吹転炉を使用して、C:1.2%、
Cr:13%、Ni:0、T:1600℃の粗溶鋼を100ト
ン装入し、C濃度0.4%までを上吹き酸素120N
m3/min、底吹き酸素80Nm3/min、底吹き
Ar20Nm3/minで吹錬し、その後は上吹酸素を中
止し、予め(1)(2)式で求められた第5図に示すよう
な曲線に沿つて、底吹ガス比を連続的に変化させ
て吹錬を行なつている途中、第5図B点において
サブランスで溶鋼サンプルを採取したところ、C
値は0.20%(第5図のA点)であつた。その時の
ガス流量が底吹き酸素流量が35Nm3/min(第5
図B点)であつたので、底吹酸素流量を43Nm3
min第5図A点に調節して吹錬を続行した結果、
吹止C0.04%、吹止Cr12.2%であつた。
従来の段階切替に較べてCrロスが7Kg/t−
s減少した。また全精錬時間も55分から48分にな
り、約7分間の短縮ができた。
以上説明したように、本発明の高クロム鋼の溶
製方法では、脱炭速度に応じて底吹き吹錬ガスの
酸素と不活性ガスの割合を〜連続的に調整し、か
つ、上記脱炭速度を、吹錬中の排ガス量および排
ガス組成の分析値より求めた値、もしくは吹錬中
に採取する溶鋼サンプルの分析C値より求めた値
の、少なくとも1つの値と比較して修正する制御
を行うことにより、前記の酸素と不活性ガスの混
合割合を適確に調整するものであつて、このよう
な吹錬をすることによつて、Crの酸化ロスを大
巾に低下させることができる。従つてCr還元処
理時におけるFe−Si投入量の削減および精錬時
間の短縮が可能となり、経済的に極めてメリツト
の多い高クロム鋼の溶製方法の提供であつて、そ
の効果は高く評価し得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は製鋼炉フロー系統図の1実施例、第2
図は〔%C〕と酸素流量の関係を示す曲線図、第
3図〜第5図は実施例1〜3のそれぞれの〔%
C〕と酸素流量との関係を示す図面である。 1……上底吹転炉、2……底吹羽口、3……上
吹ランス、4……排ガスフード、5,5′……流
量制御弁、6,6′……流量計、7……流量制御
器、8……計算機、9……フイルター、10……
吸引ポンプ、11……分析計、12……サンプリ
ングプローグ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 高クロムを含有するステンレス鋼を酸素と不
    活性ガスとの混合ガスを底吹きして溶製するにあ
    たり、粗溶鋼の吹錬初期を通常の酸素流量と不活
    性ガス流量で吹錬し、溶鋼のC濃度が所定の濃度
    に達した時点以後の底吹き吹錬における底吹きガ
    スの酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスの混合割
    合を、予め計算される溶鋼の脱炭速度に対応させ
    て連続的に調整し、かつ上記脱炭速度を、吹錬中
    の排ガス量および排ガス組成の分析値から求めた
    値、もしくは、吹錬中に採取する溶鋼サンプルの
    C分析値から求めた値の中、少くとも1つの値と
    比較し修正することにより、前記酸素ガスと不活
    性ガスとの混合ガスの混合割合を連続的に修正す
    る制御を行うことを特徴とする高クロム鋼の溶製
    方法。
JP14621682A 1982-08-25 1982-08-25 高クロム鋼の溶製方法 Granted JPS5938316A (ja)

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JP2515059B2 (ja) * 1991-06-27 1996-07-10 新日本製鐵株式会社 含クロム溶鋼の脱炭精錬法
ITRM20010146A1 (it) * 2001-03-21 2002-09-21 Acciai Speciali Terni Spa Metodo e sistema di controllo per convertitori aod.

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